测量干旱对空间地下水资源的影响

亚利桑那州立大学的科学家团队一直在利用最新的空间技术结合地面调查来评估美国最重要的地下水源之一的健康状况，该地下水源是位于加利福尼亚州圣华金河谷的一个大型含水层系统。

该团队由地球和空间探索学院的研究人员Chandrakanta Ojha、Susanna Werth和Manoochehr Shirzaei组成，重点关注圣华金河谷最近的干旱期，并测量了2012年至2015年的地下水损失和含水层储存损失。他们的研究成果最近发表在《地球物理研究杂志》上。

为了给水资源管理人员提供更好的工具来帮助保持含水层的健康，研究小组正在开发新的观测技术，以监测这一重要的加州含水层的地下水和储存能力。

它们采用了美国航天局格雷斯卫星、全球导航卫星系统、欧洲航天局哨兵1号卫星、干涉合成孔径雷达、引伸计和地面记录的独特数据组合。

最近这项研究的结果是对2007-2010年加州中部河谷2018年干旱研究结果的后续研究。它表明，2012年至2010年的干旱每年都造成令人震惊的地下水损失，更重要的是，圣华金河谷含水层的永久储存能力整体丧失。

co说：“使用高科技地球轨道卫星，我们可以看到圣华金河谷的大部分地下水超采导致粘土层永久压实，这导致每年快速下沉近12英寸。-希尔扎伊。“通过我们的研究，我们测量了含水层中的永久压实量，现在我们可以计算导致这种压实的水流失量。”

虽然空间和地面数据显示，干旱造成的地下水年平均损失为1600亿加仑(6.1立方公里)(接近亚利桑那州鲍威尔湖的总容积)，但数据也显示，从2012年到2015年，含水层系统永久丧失了3%的储存能力。

“失去的地下水储存能力无法通过自然回灌来恢复，”第一作者Ojha解释道。“这是永久性的损失，将减少未来干旱期间所需的地下水供应，并可能使井水干涸，影响社区和农业。”

虽然3%含水层的损失听起来可能很小，干旱预计在未来会加剧，但影响可能会很严重。“如果我们甚至每十年发生一次干旱，我们的含水层每次都会缩小一点，在本世纪，储存能力将永久减少四分之一以上，”合著者韦斯解释说，他也是该学院的共同任命者。地理和城市规划。

“尽管未来干旱的确切频率可能不确定，”合著者Shirzaei补充道，“我们从2018年和2019年的分析中知道，在21世纪的前二十年，多达5%的含水层储存能力已经永久丧失。世纪。”

虽然这项研究是针对加州的，但研究人员计划继续进行这种数据分析，以测量美国西南部和世界各地含水层的健康状况。

“水资源管理者可能无法立即改变用水量，”奥哈说。“但这项研究为他们提供了未来实施可持续用水做法所需的科学知识和数据分析，这可能有助于在未来几十年保持地下水资源的可用性。

“我们不能正确管理我们没有衡量的东西，”Werth补充道。

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